什么是熔模铸造?

[拼音]：rongmu zhuzao

[外文]：investment casting

用易熔材料作模型的一种精密铸造技术。熔模浸涂特制的耐火涂层，经硬化、脱模和高温焙烧后形成一个坚硬的整体型壳，型壳的内腔具有零件所要求的几何形状和尺寸，将熔融金属浇注入型壳内腔，即可获得精密铸件。早在公元前5世纪（战国初期），中国就用石蜡铸造法铸出像尊盘(图1 )这样精湛的艺术珍品。在第二次世界大战中，美国从中国传统的石蜡铸造工艺中得到启发，发明了用熔模铸造喷气发动机叶片的技术。第二次世界大战后，随着喷气发动机性能的改进，涡轮叶片的工作温度和工作应力不断提高，这不仅要求叶片材料具有更好的耐热性，而且叶片的结构也趋于复杂。采用锻压和切削加工方法制造涡轮叶片时，不仅材料的利用率和生产效率低，而且往往难以满足技术要求。熔模铸造特别适用于制造结构复杂、尺寸精确、表面光洁的高熔点合金薄壁铸件和整体铸件，特别是制造喷气发动机的涡轮叶片、整体涡轮和导向器等零构件。现代喷气发动机中使用的熔模铸件已有近百种、上千个零件。

空气冷却的空心涡轮叶片能在温度超过合金熔点的情况下正常工作，从而提高涡轮进口温度，增大发动机的推力。在熔模铸造时空心叶片的内腔用预制的陶瓷型芯成型。为增强冷却效果，叶片壁厚可达到0.5～1.0毫米，孔型也由最初的小圆孔逐渐演变为异型大孔。用一般方法铸造的涡轮叶片常留有0.3～0.5毫米的加工余量，再经机械加工或电解加工使叶片达到设计要求的形状、尺寸精度和表面光洁度。但是，用机械加工或电解加工方法加工空心叶片，往往不能保证叶片壁厚的均匀性。60年代后期，人们研究用熔模铸造法制造无余量的叶片。这种方法铸出的叶片型面能直接达到设计要求的形状、尺寸精度和表面光洁度，不再需要加工，但在生产中仍允许局部修磨。

小型发动机已经普遍采用熔模铸造的整体涡轮和整体导向器（图2 ）。在飞行器制造中也采用熔模铸造技术生产铝合金和钛合金铸件。原来由上百个机械加工零件和钣金件组装成的部件，采用熔模铸造可一次铸成，不仅大大简化了制造工艺，提高了生产效率，而且能铸出机械加工难以制造的整体件。如果要求铸件表面层有细晶粒组织，还可以进行表面晶粒细化处理（又称表面孕育处理），即在型壳面层涂料中加入适量的晶粒细化剂，以增加结晶时的成核数目，从而使表面层晶粒细化。